JPS5949146B2 - 研削ホイ−ルとその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はセラミック研削といしおよびその製造方法に
関する。

従来のセラミック研削といしの製造法では、様様な比較
および形の粘土やと粒が多年使用されてきた。

この発明は特殊な結合剤組成物、およびボールベアリン
グ用の鋼球の仕上げ研摩に使用する研削といしの製造工
程に関している。

球体に研削加工を行う時はビトリファイド結合剤を含む
非常に緻密で竪いといしが使用される。

研削すべき球体は加工支持板上の溝を流れ、その間研削
といしはといしの平側面に球体が噛み合うように支持板
上方で作動される。

このように作動される球体研削といしは、ある程度の気
孔を本質的に有するビトリファイド結合剤かガラス質の
結合剤で結合され、その気孔はといし混合物のガラス質
結合剤成分を増加させることによって焼成工程中にでき
る限り少なくされるが、ボールベアリング研削に適した
ものとするためには焼成後にといしの形直しが必要であ
る。

従来の研削といしはと粒と、と粒を結合する結合剤と、
気孔とからなっている。

研削といしは通常４０〜６０容量％の研摩材を含んでい
る。

特定の研削目的に適合する硬さのといしをつくるために
は十分な結合剤が添加される。

すなわち結合剤あるいはガラス質材料を研削といし混合
物に添加する址が多くなるほど、焼成後のといしは硬く
なる。

ボールベアリングの製造工程においては非常に硬くて摩
耗抵抗のある研削といしが望まれている。

この硬さは、気孔率を犠性にしてといし中のガラス質結
合剤相を増加させることによって達成され、その結果、
ボールベアリング用の通常のビトリファイド研削といし
は約１／２の研摩材と１／２の結合剤とを含み、気孔率
は５％以下の範囲である。

５０重量％の結合剤が混合物中にある場合の焼成工程に
おいては、研削といしは従来の焼成工程中に１０％はど
線収縮する。

またそのように多量の結合剤が存在している時は、とい
しの焼成中にと粒を適切に結合するために、結合剤成分
は結合剤を幾分低い粘性とする高温度にて焼成されねば
ならない。

比較的多量の結合剤成分がこの幾分か流動した状態とな
ると、コールドプレスした研削といしの形状の完全性は
十分には保持されず、焼成したといしの最終形状はカド
が丸くなり、いく分ゆがみがみられ、またどのような表
面にも適合するような落込みや変形がみられる。

加えて、従来のボール研削といしの少なくとも幾つかの
底部には、焼成バットからの耐火物のかけらまたは炉砂
が固着しやすい。

このような事情であるから、平らな表面をもち、ボール
ベアリング製造に要求される寸法許容差をもつ希望サイ
ズ規格のボール研削といしを製造するためには、通常の
ガラス質またはビトリファイド結合とうしを焼成後に形
直ししなければならなＧ）。

すなわち、１０％収縮、そり等を補償するために添加し
た過剰の材料全てを削り取らねばならない。

このようなといしが硬くて緻密質なセラミックであるこ
とを考慮すると、通常のビトリファイドオたはガラス結
合といしの形直しまたは研削、または切削操作が大変に
困難で時間の浪費であり、費用がかかる工程であるかが
分かるであろう。

ガラス結合剤用の原材料には天然のバラツキがあるので
、収縮度は確実には予見できない。

従ってときにはといしは寸法が小さくなったり大きくな
つたすするので、不合格にするかまたは過剰の形直し７
が必要となる。

収縮のばらつきは、また研削作用に悪影響を及ぼすので
、予期した収縮が焼成中に起こらなければ、といしは軟
かく作用し、使用者を満足させられなくなる。

アルミナと粒を含む研削といし用のビトリファイド結合
剤の一例としては、米国特許第１，９１０，０３１号（
１９３３年５月２３０、Ｍｉ Ｉ Ｉ ｇａｎ ）があ
る。

また研摩といし用のビトリファイド結合剤の別の例とし
ては米国特許第２，４７５，５６５号（１９４９年７月
５日、Ｈｏｕｃｈｉｎｓ）がある。

この特許はダイヤモンドと粒用の結合剤を示唆しており
、その特定構造はボールベアリング研削工程に殊更有用
ではないが、研削といし用の結合剤としてベントナイト
とボールクレーをいっしょに用いることを示している点
が興味深い。

アルミナ含有製品に関わる先行技術の特許は米国特許第
１，５７２，７３０号（１９２６年２月９日、Ｌｏｃｋ
ｅ他）、米国特許第２，２９０，１０７号（１９４２年
７月１４日、Ｌｕｋｓ ）、米国特許第２，３６０，８
４１号（１９４４年１０月２４８． Ｂａｕｍａｎｎ
Ｊｒ他）等である。

これらの特許は全て、アルミナ存在下におけるセラミッ
ク結合剤のための融剤あるいは焼結補助剤としての酸化
マンガンを使用する場合の様々の態様を示している。

米国特許第３，０８９，７６４号（１９６３年５月１４
日、Ｓｍｉ ｔｈ Ｇｏｒｍａｎ ）ではバレル仕−ト
げに有用な研摩組成物が示されている。

この組成物は１２０〜２２０メユシユのアルミナと粒用
のアルミナとシリカの結合剤組成物である。

仏国特許第２，１５１，５０９号ではベータアルミナを
有するセラミック結合剤と、孔を充填するための微細な
炭化ケイ素とからなるボールベアリング研削といしが示
されている。

研削といしの技術に関わるものではないが、この発明の
出願人はかつて少なくとも米国においてはアルミナ研摩
グリッドをセラミック結合剤組成物で結合したバレル仕
上げの研摩製品を販売したことがある。

その組成はこの発明の主題をなすアルミナ研削といし用
のセラミック結合剤にいく分類似している。

このバレル仕上げの研摩組成物はボールクレイ、ベント
ナイト、結晶充填材、二酸化マンガン、および約１０重
量％のｌＯＯメユシュのアルミナ研摩グリッドを含有し
ている。

この発明は、鋼製ボールベアリングの仕上げ研摩に特に
有用な組成物の利用に関するものである。

すなわち我々は、研削といしの研削作用を特定の鋼球研
摩作用に要求される予かしめ決定された研摩規格に従っ
て硬軟自在に設計しつるセラミック結合研削といしを製
造するための結晶性セラミック結合剤を、結合剤組成物
の与えられた重量に対する研摩材の相対添加率（重量％
）を変化させて処方できることを見出した。

この結合剤は、コールドプレスの工程中、一定の圧力範
囲内で使用される研削といし混合物をつくるのに使用す
ることができる。

この目的で製造されたといしの研削作用は、その気孔率
、すなわち鋳造密度と弾性率が分かれば予知できること
が見出された。

気孔率はコントロールできるし、結晶性充填材を含む特
定重量の結合剤組成物に対すると粒の相対添加率を変え
ることによって規定の研削作用を得るようといしの弾性
率を変えることができる。

与えられた研摩材含量において特定の弾性率を得るため
には、成形圧力を変えることによって気孔率をさらに調
整することができる。

といし混合物中の結合剤の重量に対すると粒の添加率が
上昇するにつれて弾性率は低下し、かつ焼結密度が小さ
くなるという関係から、結合剤−と粉混合物の焼結時に
存在する顕微鏡的気孔率は、弾性率に正比例することが
分かった。

といし中の気孔の容積が増加するにつれてといしの研削
作用は軟らかくなる。

結合剤重量に対すると粒の相対重量％が反対になれば、
その逆となる。

従ってここに示す特定の結合剤組成物の重量に対する与
えられた研摩グリッドの相対添加率を特定することがで
き、これによって所定の気孔率、弾性率、および予定通
りの研削作用を示すといしが得られる。

そのといしは大抵焼成されるが焼成後はほとんど形直し
する必要はない。

でき上った球体研削といしはその使用時の研削特性を予
期され得るばかりか、焼成中凹みやゆがみあるいは収縮
を生じるほど流体状にはならずに結合剤は熟成される。

といしの焼成がこのような望ましくない事態が起こらず
になされると、未焼のコールドプレスしたといしの形状
は焼成中もそのまま保たれるので形直しの必要はほとん
どなくなる。

従って、従来の球体用といしの製造工程の省略ができる
。

研削といし工業においては次のことが分かつている。

すなわち、弾性率が大きくなるにつれて研削作用はより
硬くかつといしは丈夫となるが、同時に切削率は低下す
る。

逆に弾性率を小さくすることによって、より速く柔軟な
しかし耐久性の低い切削といしを製造することができる
。

第１図の囲まれた範囲内の密度にコールドプレスされる
組成物を配合することができると、焼成後仕様通りの弾
性率と適当な耐久性と相対硬度あるいは軟度を有すると
いしを随時製造することが可能となる。

従ってどのような鋼製ボールベアリング仕上げ用研摩と
いしでも製造できる。

また第３図に示すように、使用すると粒のサイズを変え
ることにより、耐久性および切削速度を変化させること
が可能である。

例えば平均粒子１７３ミクロン（米国標熟篩■００）の
溶融粉砕アルミナグリッドでは、といし中の結合剤重量
に対する研摩材のパーセンテージが増加するにつれて弾
性率は平均粒子径６３ミクロン（２４０グリツド）の場
合よりも急速に低下する。

これに比べて、平均粒子径６３ミクロン（２４０グリツ
ド、米国通商画業規格Ｃ８−３７１−６５に該当）の溶
融粉砂アルミナグリッドが所定量の結合剤に添加された
場合はゆっくりと傾斜カーブとなる。

研摩材添加量のパーセンテージと結合剤重量との間の同
様の関係は任意のグリッドサイズの炭化ケイ素を使用す
る場合にもなり立つ。

ただし弾性率の減少を示すカーブの傾斜は、対応するサ
イズのアルミナ粒子のカーブよりもいくらか急傾斜とな
る。

酸化アルミニウムと粒はこの発明のセラミック結合剤と
相溶性があるので炭化ケイ素と粒よりも望ましい。

これは、前述したように弾性率に関して酸化ケイ素と粒
と酸化アルミニウドと粒の効果が異なることの説明とな
るものである。

第２図においてはこの発明のといしの弾性率は焼成密度
と気孔率の両方に関連して変化することを示している。

すなわち実線で示した弾性率が上昇すると焼成密度は増
大し、破線で示したように気孔率は低下する。

といしの弾性率、密度および気孔率の三つの特性は一定
の態様で変化する。

この発明の範囲内にある特定の組成物であれば、弾性率
および／あるいは気孔率（容量％）は第１図に示した通
りコールドプレスした未焼のといしから予想できる。

従来のコールドプレス圧力範囲内では、この発明の結合
剤の重量に対する研摩グリッドの添加量（至）が焼成密
度を決定するので、素早い切削を行う軟らかなといしを
製造するのもゆっくり切削を行う硬いといしを製造する
のも自在にできる。

任意の与えられた成形圧に対して鋼製ボールベアリング
仕上げといしの特性を制御するためには、といし形成混
合物中の４つの成分を変化させて、焼結生成物の諸行性
をコントロールする。

すなわち、（１）ベントナイトを添加した結合剤のクレ
ー、（２）二酸化マンガンとソーダあるいはソーダ灰の
融剤、（３）ｅ細なアルミナ結晶添加剤、および（４）
研摩材すな４つちと粒である。

この発明のといしの結合剤を配合するに際しては、通常
のビトリファイド結合クレーから述べることにする。

このクレーは、と粒の結合を助けるアルミナ、シリカ、
および種々の低融点酸化物を焼成結合剤中に供給するば
かりでなく、未焼といしに加工する際に幾らかの成形性
を与える。

すなわち、と粒を十分に圧縮してプレス工程中の良好な
未焼強度を与える。

クレーの品種は限定されないが、結合剤用の従来のクレ
ー、いわゆるボールクレーを選択しなければならない。

便宜さと経済性からいえばミシシッピのボールクレーが
好ましい。

といしの配合に際しては、まず最終混合物の約２０重量
％に相当する量のクレーと、望ましくは約１％のベント
ナイトから出発する。

これらはコールドプレスされたりホットプレスされたり
する最終混合物に圧縮性をもたらす。

ベントナイトは付随的にクレー結合剤混合物の融点を下
げる働きをするが、ベントナイトを加えずに結合剤組成
物を作ってもよい。

ベントナイトが加えられる場合、最終混合物の４〜５重
量％以下で使用される。

これは焼成時に大きな収縮を起こすのはクレーであるた
めである。

完全混合物のボールクレー含有量は最終混合物の１０〜
３０重量％の間で変えることができる。

１０％以下となると圧縮性に乏しくて結合剤含有量の低
い混合物となり、また３０％を越えると結合剤に添加さ
れたアルミナ充填剤の幾分かは効果を失い、焼結した製
品の品質は最高でなくなる。

混合物に含有される第二の基本成分はマンガン化合物、
好ましくは二酸化マンガンであり、焼成時においてクレ
ーのための適当な融剤として働く。

この融剤は焼成時に製品の密度を制卸し、密度の程度は
混合物に加えられた融剤の量と焼成温度に関係している
。

例えばマンガンが存在していない場合は、１６００〜１
６５００Ｃ程度の温度で焼成するときだけ硬くて密度の
高いといしが得られる。

５％の二酸化マンガンが加えられると焼成温度を著しく
下げることができる。

好ましくは７％のｍ−酸化マンガンを加える。

これが標準オルトンコーン１２炉で最も良好に燃焼する
量である。

コーン１２で焼成される時、５％以下の二酸化マンガン
含量では軟らかい製品となるが、好ましい範囲を越える
高温で焼成される混合物は最適のといし密度となる。

混合物のマンガン含有量が約９％を越え、コーン１２で
焼成されると、ふくらみや凹みが製品に生じる。

オルトンコーン１０から１６の従来のセラミックといし
焼成範囲内の焼成温度に対しては、二酸化マンガンは最
終混合物の６〜８重量％の範囲内で添加することが望ま
しい。

二酸化マンガンの所要量は、生成物に望まれる特定の焼
成温度に相関しており、焼成温度を低くする場合はマン
ガン量を増加し、逆により高い焼成温度を使用する場合
はマンガン量を少くする。

ＭｎＯ２がセラミック融剤として働く時、クレー結合剤
のＡｌ１２０ｓ Ｓ ｉ Ｏ□酸成分より低い温度で
流動状、嘘となり、生成する粘稠なガラスが表面張力に
よってといし塊を引張り、所定の密度と弾性率が得られ
るのである。

研摩粒子をとりまく結合剤の引張りまたはコントロール
された収縮がプレス操作によってできた孔を減少させる
ので密度の高い製品となる。

また焼成中Ｍｎ ０２は酸素を失ってＭｎ２Ｏ３となり
、ついにはＭｎ３Ｏ４となる。

この遊離酸素はボールクレーの残余カーボンを環元する
役割をし、さらにＳｉＯ□などのガラス形成体を完全に
酸化させる。

ソーダは以下に述べる充填材の一成分として別に添加さ
れる。

最終といし混合物重量の約１．５重量％のソーダ灰は、
結合剤をより一層流動状態にする追加融剤として働らく
。

ソーダが結合剤の選ばれた充填材成分中に存在している
場合は、最終混合物のほぼ１．５〜１．６％のソーダが
含まれるのであれば別に添加する必要はない。

ＭｎＯ□とソーダの作用でできたガラス質セラミック結
合剤はＡｌ２Ｏ３研摩粒子に強い粘着力を与える。

ニカワや接着剤が表面に固着するにはその表面を濡らさ
なければならないということは公知であるが、この粘着
性ガラスは融剤の作用で比較的低温度で形成され、ある
程度の表面張力を有しており、ニカワの場合のように研
摩材表面を濡らさなくても研摩粒子を緊密結合させる。

粘稠性ガラス質結合剤はまたＡｌ２Ｏ３の強力な溶剤で
あるので研摩材の表面は液状ガラスによって溶解され、
ガラスによる研摩材の密着化あるいは濡れを確実にする
。

酸化マンガンは軟マンガン鉱（Ｐｙｒｏｌｕｓｉｔｅ）
、ハウスマン鉱（Ｈａｕｓｍａｎｎｉｔｅ ）、水マン
ガン（Ｍａｎｇａｎｉｔｅ ） 、菱マンガン鉱（Ｒｈ
ｏｄｏｃｈｒ −ｏｓ ｉ ｔｅ ）、バラ輝石 Ｒｈ
ｏｄｏｎ ｉ ｔｅ ）あるいはスベツサルト岩（Ｒｐ
ｅｓａｒｉｔｅ） 等のような、Ｍｎ ０２−Ａｄ
２０３− Ｓ ｉＯ□の結合した鉱物あるいは化学薬品
の任意の形態で使用できる。

パイロス鉱は豊富に出回っておりまた最も安いので使用
に適している。

ソーダはＣＯ□を失ってソーダを形成する炭酸ナトリウ
ムの形状で必要ならば添加することができ、あるいは以
下に示すように結合剤混合物の一成分として使用される
。

この発明のといしの第３の基本成分はダストコレクター
微粒子の形状および／あるいはバイヤー法のアルミナ形
状の結晶アルミナである。

このような結晶アルミナは焼成といしが使用される時あ
る研摩特性を示す。

この結晶アルミナは結合剤の一部として初めにこの発明
の混合物に添加される。

またこの成分は、球体研削に対して酸化アルミニウムの
研削作用をいくらか与えると同時に、本質的に結晶性の
結合剤に硬質性、耐久性、長い耐摩耗性を与える。

結合剤中に均一に分散されているこの微細粒度のアルミ
ナが従来の球体仕−Ｌげ用研削といしよりも優れた製品
をつくると考えられる。

１００ミクロンはどの大きさの粒径を含んでもよいが、
大部分は５０ミクロン以下の粒径である任意の結晶形態
の微細酸化アルミニウムが使用されるが、平均粒径は７
〜１２ミクロンの範囲である。

アルミナ充填材は乾燥した最終混合物の１５〜６０重量
％を占めている。

ある種の溶融アルミナ製品はソーダ不純物をその中に含
有しており、この材料が粉砕されるとソーダはベータア
ルミナ結晶を形成させ、ベータアルミナはアルファアル
ミナよりも軟弱であるのでダストコレクターで選択的に
分離される傾向を有する。

比較的軟弱であるベータアルミナは微細粒径に粉砕され
易く、粉砕システムのダストコレクターで集収される。

ダストコレクター粒子が充填材として使用される場合、
十分なソーダがその充填材中に存在している。

バイヤーのアルミナが使用される場合は、ソーダ含量は
、混合物が適切なソーダ含量となるのに十分でなければ
ならない。

この混合物の第４の添加成分はと粒である。

これは二つの働きをなし、その一つは比較的大きい研摩
粒子はボールベアリングの研削率を高めることであり、
第一二には比較的大きいグリッドの溶融粉砕酸化アルミ
ニウムは結合剤とともにこの発明の組成物の焼結により
生成する気孔率はコントロールすることによって弾性率
をコントロールすることである。

上に述べたように、気孔率と弾性率の程度によってとい
しの研削速度が決まってくる。

そして切削率と研削効率はといし中の結合削重硅に対す
る研摩材粒子の添加率（重量％）に直接関係している。

結合剤の重量に対する研摩材粒子の重量％が増加すると
、気孔率も増加する。

微細なアルミナダストコレクター微粒子および／あるい
はバイヤーのアルミナを含有する一定容量の結合剤混合
物は焼成中に収縮して緻密な球体研削といしを形成する
が、既に予備収縮している大きい粒径の研摩材粒子は結
合剤が収縮する時には収縮しないので気孔が形成される
。

予め収縮している研摩グリッド成分の収縮と、アルミナ
含有ボールクレー、酸化マンガン−ソーダ融剤およびダ
ストコレクターおよび／あるいはバイヤーのアルミナ充
填材を含む混合組成物との収縮が特異であるというこの
ことによって、ボール研摩といしの密度を小さくしさら
に気孔率を増加することによって研摩粒子が弾性率を小
さくする働きをすることが説明できる。

比較的大きいサイズの研摩材粒子の添加量（パーセント
）の範囲は第１図と第３図に明らかである。

このようなアルミナ研摩材粒子は結合剤重量の約ｌＯ％
から５０％までであることが望ましい。

この５０％の上限は、結合剤重量中に含まれるダストコ
レクターおよび／あるいはバイヤーのアルミナを含有す
る結合剤混合物の総重量に対して決定される。

各成分の合計重量の５０重量％の研摩材粒子はこの製品
の上限であると思われる。

略１１０以上の弾性率をもつ焼結といしを製造するため
には、あとの５０重量％はクレー、マンガンとソーダ、
およびアルミナダストコレクターおよび／あるいはバイ
ヤーのアルミナを含む結合剤である。

結合剤中の微細な充填材成分がといし重量の６０％を占
めるほど増加するならばといしの比較的大きいサイズの
研摩材粒子を０にまで落とすことができるが、微細な研
摩材粒子を含む混合物をプレスするのは困難であり、ま
たそのような混合物を焼結するとより高い収縮を生じ、
さらに完成といしは過度に硬質になり非常にゆっくりと
研削を行うことになるため、これは望ましい混合物とは
言えない。

そのような硬質で密度の高いといしは非常な高圧にたえ
るので、そのようなといしを使用するに適した場合には
、この混合物の組成が極めて有用となる。

各々、直径６０．９６ｃｒＩｌ（２４インチ）、９１．
４４ｃｍ （３６インチ）、厚さが７．６２ ｃｒｆＬ
（３インチ）。

１０、１６ｃＴＬ（４インチ）、中央孔の直径３０．４
８ｃｒｒＬ（１２インチ） 、 ４５．７２ＣｒＩＬ（
１８インチ）の異なったサイズの二つのといしがボール
研削用として乙の発明によってつくられた。

次のような組成で硬質なものから軟質なものにまでわた
ってい※３８Ａは濃縮したベータアルミナ微粒子を有す
る非常に純粋な溶融アルミナ研摩材であり、このベータ
アルミナ微粒子はアルミナ粉砕操作に使用されるダスト
コレクター（ツートンカンパニー販売）で収集される。

このダストコレクター微粒子は一般に弱い形（５ｈａｐ
ｅ ）であり、２〜５０ミクロンまで非常に変化があり
、いくつかの粒子は１００ミクロンに達するが、平均粒
径は約７〜１２ミクロンである。

この出願のアルミナダストコレクター微粒子はこの材料
であるか、またはこれと同等の市販のものかである。

※※Ｅ６７は従来のバイヤー法のアルミナである。

この結晶アルミナの粒径は２〜１５ミクロンであり、そ
の平均粒径は７ミクロンである。

※※※Ｅ１はアーク炉の溶融ボーキサイトから得られる
ツートンカンパニー販売の「レギュラー」溶融アルミナ
グリッドである。

乾燥混合が完了した後、６重量％の水が添加されて混合
は完了した。

この混合物から未焼のといしが１４０．６２ ｋｇ／ｃ
ｗｔでコールドプレスされた。

空気中で乾燥した後オルトンコーン１２で焼成された。

上記のといしの典型的なデータは次の通りある。

このといしの典型的な化学桁値（重量％）は次の通り： Ａｌ２Ｏ３７９％ ８１０２ １３％ Ｍｎ ３０４ ６．４％ その他の酸化物 １６％ バイヤーのアルミナが充填材として使用される場合など
、３８Ａ ＤＣＦにおけるソーダに代えてソーダ灰を
添加する場合、典型的な焼成といしは次のような組成を
有しでいる。

ボールクレー ２０ （重量％）ベントナ
イト 】（〃） Ｍｎ０２ ７ （ｔｔ ）バ
イヤー法Ａ＃２０ａ ４０．５（ｔｔ ）ソー
ダ灰 ｌ、 （ｔｔ ）溶融７
′Ｌｙｉｆ平均粒 ３゜ （７）子径１７３ミクロ
ン 溶融粉砕の１００メツシユのアルミナ研摩材を１０重量
％添加したボールベアリング研削といしは、同じサイズ
および含量で同じ研摩グリッドを含む従来のといしに比
べて４倍長く持続した。

しかしこの発明のといしは市販のといしの半分の速度で
切削した。

この切削スピード不足は、弾性率を低下させ気孔率を増
加させるために結合剤重量に対するといしの研摩材粒子
の含有率を増加させることによって容易にとりもどせる
。

この発明の組成物は混合され、次いで７７．５ｋｙ／ｃ
ｒｔｔ 〜１５ ｓｋｇ／ｆｆ１（１／ ２〜１ ）ン
／１ｎ２）の範囲内で型中でコールドプレスされ、従来
の研削といし製造工程を利用して削られ乾燥される。

３１〜３１０ｋｇ／ｉ（２／１０〜２ トン／ｉ♂）の
圧力が使用される。

ホットプレス装置を使用するのであれば、型の強度に適
応する３５．１６ｋｇ／７（５００ポンド／１ｎ２）以
下の圧力で使用すべきである。

これらの組成物の焼成工程は従来の球体といし組成物を
焼成する場合と同様である。

好ましい工程としてはトンネル炉が使用され、通常工程
ではオルトンコーン約１２においで焼成するといしは適
当なバット上の砂中に置かれる。

ここに述べたといしは直線的に５〜９％収縮するが、と
いし全体の形状は保持されており、焼成中どんなに結合
剤が溶けたり肢化したりしでも明らかな溶融あるいは落
込み、気泡、アワなどはない。

未焼成のといしの表面にあるキズ、カケラ、汚点、引っ
かきなどは焼成後のといしに明確に現われることに注意
すべきである。

焼成後、といしは円筒形を保持しており、表面は平らで
、特定の鋼製球体研削用として予めつくったといしの長
さや大きさを調整する必要な〈従来のボールベアリング
研削工程に使用することができる。

この発明は先行技術に必要な形直し操作にかかる費用が
ほとんど不用であるのに加えて、工程時間を縮小するの
で、極めて短時間で顧客の仕様書に合ったといしを供給
することができる。

焼成工程が終ると、この発明のといしの割れ目、寸法、
弾性率および密度が調べられる。

この発明の工程によって作成されるほとんどのといしは
検査を通過し、通常は何らの仕上げ加工を必要とするこ
となく荷出し可能である。

この発明の概念の範囲内にある別の組成物は顧客の必要
を充すために使用される。

弾性率１１０から１７０〜１８０を有するといしは、平
均粒子径６３ミクロン（２４０グリント）および平均粒
子径１７３ミクロン（１００グリツド）の溶融粉砕アル
ミナと粒を使い、第１図を参考にして設計されよう。

１０〜５０％の研摩材ラインおよびＡ曲線、８曲線で規
定された範囲内の弾性率と密度を有する組成物は、許容
範囲内の線収縮を示し、焼成といしの形直しを必要とし
ない。

といしが少くとも最低限度までプレスされないときは、
未焼のといしは適正に取扱うことができない。

曲線Ａは３１ ｋｇ／ｉ（２／ ｉ ０ トン／ｉ、２
）でプレスした表面組成物の焼成といしの弾性率と気孔
率（密度）を示している。

曲線Ｂは３ ｉ ０ｋｙ／ｆｆ１（２トン／１ｎ２）の
圧力を加えて得られた結果を表わしている。

余りに高い圧力を加えると薄片化をもたらすので、第１
図に囲んだ範囲内がこの発明の好ましい範囲である。

ある場合には、焼成といしの製造を完全にするために軽
い形直しが必要とされる場合があろうが、通常はほとん
どその必要はなく、はとんどのといしは焼成したままで
使用され得る。

特殊な形や薄をなしたといしは加圧され（焼成はせず）
だ後、切削成形してつくられ得るが、この発明では通常
形直しが不用となるので、特殊な形状のといしも非常に
安価につくられる。

平均粒子径が６３ミクロン（２４０グリツド）、１２２
ミクロン（１５０グリツド）、１４２ミクロン（１２０
グ刃ツト）、１７３ミクロン（１００グリツド）、ある
いは２６６ミクロン（８０グリツド）にわたると粒が使
用されるが、これは弾性率をコントロールするための結
合剤重量に対すると粒の添加率と焼成中におこる線収縮
量のコントロールの関係のみに影響を及ぼす。

炭化ケイ素と粒は、４〜１２重量％の範囲内で使用され
得る。

これに比較してアルミナと粒の場合は１５〜４７重量％
である。

しかし、炭化ケイ素を使用するのは好ましくはない。

炭化ケイ素を使用すると仕上げ形状に悪影響を与える焼
成時の困難が起こり、仕上げといしの形直しが必要とな
るからである。

これに反してここに示すアルミナグリッドではそれが起
こらない。

【図面の簡単な説明】

第１図はコールドプレスした未焼のといしを焼成して得
られるといしの弾性率と成形密度との関係を示す図、第
２図は焼成といしの密度と、弾性率と、焼成といし中の
気孔の容量％の関係を示す図、第３図は結合剤重量に対
する研摩材含有量の変化に対応する弾性率の変化および
研摩材のグリッドサイズが異なる場合の効果の相違を示
す図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ といしを形成する乾燥混合物の１０〜３０重量％の
   、セラミック結合剤中のボールクレー成分と、前記混合
   物の１５〜６０重量％の、長径が約４４ミクロンよりも
   小さい、前記結合剤中の結晶性アルファアルミナ充填材
   と、前記乾燥混合物の０〜５０重量％の、Ａ４０３．ｓ
   ｉｃおよびこれらの混合物からなる群から選ばれ、平均
   粒子径が２６６ミクロンあるいはそれより細かいサイズ
   のと粒からなる組成を有し、かつ前記結合剤および研摩
   材混合物は少なくとも５〜９重量％の酸化マンガンを含
   有してなるボールベアリングの仕上げ胡麻用の硬質、緻
   密質セラミックとし。 ２ 酸化マンガンがといし形成最終乾燥混合物の５〜９
   重量％の量で存在するようｆこボールクレーと酸化マン
   ガンとを混合してといし用混合物をつくり、 最終乾燥混合物の１５〜６０重量％の量で存在し、平均
   粒径が２〜１５ミクロンの微細粒状結晶性アルミナ充填
   材を前記酸化マンガンとボールクレーの混合物に混合し
   、 平均粒子径が２６６ミクロンまたはそれよりも微細なと
   粒を最終混合物の０〜５０重量％添加し、製品の最終焼
   結密度をコントロールするために３１〜３ ｉ ｏｋｇ
   ／ｉ（２／ ｉ ０〜２伽／ １ｎ２）の圧力で生成混
   合物をコールドプレスし、 ついで、約２．８０〜３．２５ ｇ／ｃｃの焼結密度と
   約１０５〜１７５ダイン／ｄの弾性率とをもつセラミッ
   ク結合研削といしを製造するためにオルトンコーン１０
   〜１６の範囲で前記のプレスされた成形体を焼結するこ
   とからなる、と粒の種類およびサイズ、切削率、および
   仕上げに関する鋼製ボールベアリング研摩仕様に適合す
   るよう設計され、使用に先立って形直しを全く、または
   殆ど必要としない研削といしの製造方法。